预加重[5]是一种改善数据速率与距离间关系的技术,可用于RS-485通信(图6) 。采用1700英尺电缆,工作在1Mbps固定数据速率,没有预加重驱动器或均衡接收器的RS-485收发器通常具有10%的抖动 。在相同速率下,增加驱动器预加重可使距离加倍,达到3400英尺,而且不会提高抖动 。同样,距离一定时采用预加重能提高数据速率 。速率为400kbps,电缆长度为4000英尺时,无预加重的驱动器通常具有10%的抖动 。而采用预加重可使该距离下的传输速率提升至800kbps 。
图6.数据速率与电缆长度的关系图
另一种估算可靠传输的最大电缆长度的方法是:利用5类电缆制造商提供的幅度衰减与频率的关系表 。根据通用规则,电缆工作时最大答应的信号衰减是-6dBV 。该数值结合厂家提供的衰减数据,计算出给定频率下的最大电缆长度 。
;应用技巧
RS-485收发器具有多种改善系统性能的特性:
预加重(上文所述):降低码间干扰
降低接收器单位负载:低负载器件可低至1/8单位负载,答应总线上挂接最多256个器件 。这种器件还可降低总线负载,从而答应较长的电缆和较高的传输速率 。
高速器件:目前可提供数据速率高达52Mbps的驱动器,这种高速器件须非凡注重保持低传输延迟和低偏差 。
ESD保护:ESD保护不会提高数据速率,但会改善系统工作或数据速率为0(开路)时的可靠性 。目前能够提供±15kV的内置ESD保护 。
正确的接线[6]:RS-485用于差分传输,除地线外还需要两条信号线来传输数据(通常为24AWG双绞线) 。这两条信号线传送极性相反的信号,大大减少了EMI辐射和EMI干扰问题 。电缆的特性阻抗一般为120,这也是电缆末端终端匹配电阻的阻值―目的在于降低反射和其它线路的影响 。图7、图8给出了正确的系统连接 。
图7.单发/单收网络
图8.多机收发网络
结论
综上所述,RS-485网络可在噪声环境下实现可靠的数据传输 。设计系统时需要对数据速率、电缆长度进行折衷考虑,能够在几百米长的电缆上实现高于50Mbps的数据速率,而不需使用任何中继器 。
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